[发明专利]一种机组间偏航和有功功率综合协调的风电场增效方法

摘要

本发明公开了一种机组间偏航和有功功率综合协调的风电场增效方法，首先根据平均风向将风电场划分为多个机群；然后建立尾流模型和机群有功功率模型；接着取相同风况下机群上一次运行策略作为本次优化的起点，仿真各机组取不同偏航角、诱导因子时机群的有功功率，记录使机群有功功率增大的参数组合，直到本次优化结束，存储风速、风向和最近一次记录的偏航角、诱导因子，供下次优化使用；最后将优化结果整定为机组参考有功功率和参考偏航角，下发到各机组。本发明提出的算法计算量较低，且能有效继承历史优化结果，能以较低的计算开销实现优化控制；一个控制周期调度一次偏航角，以较低的控制代价实现偏航和功率综合协调的风电场有功功率优化。

主权项

1.一种机组间偏航和有功功率综合协调的风电场增效方法，包括以下步骤：A.将风电场0‑15分钟的预测风速、预测风向的平均值按四舍五入整数化，形成平均风速和平均风向，根据平均风向将风电场划分为多个机群；所述步骤A具体包括以下步骤：A‑1)从风电场风速、风向预测系统取风电场0‑15分钟的预测风速、预测风向，分别求取其平均值，并通过四舍五入原则转化为整数，分别形成平均风向β、平均风速A‑2)将风电场中，平均风向首先流经的机组，确定为风电场边界迎风机组；A‑3)以风电场边界迎风机组为起点，根据平均风向，依次找出各机组的尾流耦合机组，沿着平均风向方向，形成尾流耦合机组序列，该序列就是所划分的一个机群；即：如果机组1是风电场边界迎风机组，机组2是机组1的尾流耦合机组，机组3是机组2的尾流耦合机组，则机组1、机组2、机组3划分在同一个机群；尾流耦合机组的确定方法是：过任意机组，作平均风向方向的直线，在下风向，以该直线方向为参考零度线，作覆盖‑22.5度到22.5度的扇区，扇区内与该机组距离最短的机组，确定为该机组的尾流耦合机组；B.建立考虑机组偏航影响的尾流模型和机群有功功率模型；所述步骤B中，考虑机组偏航影响的尾流模型如式(1)‑式(5)描述，机群有功功率模型如式(6)‑式(7)描述：v_i＝(1‑g_j)v_j                (4)L_j是机组j与它的尾流耦合机组之间的距离；β_j是机组j和它的尾流耦合机组连线与正南方向的夹角；是L_j在尾流方向的投影；是L_j在尾流垂直方向的投影；a_i,a_j分别是机组i，机组j的诱导因子；y_j是机组j偏航角偏离平均风向的角度；g_j是机组j的尾流在其尾流耦合机组处的风损；exp(x)表示e^x，x为数值或结构式；D_j是机组j的叶轮直径；v₀是风电场预测风速；σ是单侧尾流初始宽度，取机组叶轮直径的一半；μ是尾流宽度增加速率，取值0.04；v_i，v_j分别是机组i，机组j的输入风速；式(4)中，机组i是机组j的尾流耦合机组；H是机组i所属的机群中，机组i的上风向机组集合；P_i是机组i的有功功率；A_i是机组i的叶轮扫风面积；P_group是机群有功功率，即是机组i所在的机群的所有机组有功功率之和；N是机群机组的台数；ρ表示空气密度；C.取相同风况下机群上一次运行策略作为本次优化的起点，仿真各机组取不同偏航角、诱导因子时机群的有功功率，记录使机群有功功率增大的参数组合，直到本次优化结束；存储风速、风向和最近一次记录的偏航角、诱导因子，供下次优化使用；D.将优化结果整定为机组参考有功功率和参考偏航角，下发到各机组。